Cellule nervose e comportamento: prospettiva storica e comparata Flashcards
Omologie profonde nella struttura delle membrane ed eccitabilità elettrica delle cellule
-profonde similarità anche tra animali distanti, verificate con neurofisiologia, neuroanatomia e etologia (meccanismo filogeneticamente antico comune)
-tutto deriva da protobionti (proto-cellule primordiali)
-selezione chimica
MEMBRANA:
-chiave di svolta dell’evoluzione
-separa ambiente interno ed esterno della cellula facendo da isolante
-ha doppio strato fosfolipidico con proteine che conferiscono speciali proprietà (dissipazione gradienti)
ECCITABILITA’ ELETTRICA
-eccitazione e contrazione membrane che compare nelle prime cellule eucariote, precursore di eccitabilità delle cellule
-permeabilità
-Galvani->eccitabilità presente nelle cellule (nervo sciatico rana)
Peculiarità funzionali, vantaggi e svantaggi della trasmissione sinaptica elettrica e chimica
-Galvani->eccitabilità intrinseca presente nelle cellule (nervo sciatico rana)
-circuiti riflessi (recettore-affettore)->connessione stimolo-risposta
-SINAPSI chimica! e elettrica-> chimica presente maggiormente nel SN. per la sincronizzazione (tronco encefalico), ma non codificazione ci sono anche sinapsi elettriche
ELETTRICA
-giunzioni comunicanti
-passaggio liquido citoplasmatico (tramite corrente ioni)-sincizio
-flusso costante e continuo, veloce
-segnale propagato come dentro l’assone (velocissimo)
-(il messaggio va in entrambe le direzioni (non solo da pre a post))
-gli elementi cellulari sono sincronizzati
-basta una sinapsi per produrre effetto sul post
CHIMICA
-il messaggio è unidirezionale da pre a post con periodo refrattario
-distanza 15-20 volte più grande tra membrana pre e post rispetto a sinapsi elettrica ->tempi lunghi da 0,3 a 5 ms
-no continuità citoplasmatica
-meccanismi inibitori e eccitatori a seconda del recettore post
-necessarie molte sinapsi per produrre effetto sul post
-necessaria molta energia
-sostanze tossiche in spazio intersinaptico
Perché le sinapsi chimiche rivestono un’importanza maggiore rispetto a quelle elettriche nei
vertebrati?
-flessibilità!!!!!
-risposta del neurone post derivata da combinazione neuroni pre -> info più complessa
-base capacità creative, costruttive e integrative dei sistemi più complessi
-può essere sia eccitatoria che inibitoria
-secondo Darwin il significato biologico del fenomeno va ricercato nella sua storia evolutiva
- il meccanismo di selezione naturale si basa sulla selezione chimica (molecole più stabili) ->gene egoista.
NB: ogni organismo ha sistemi diversi a seconda di cosa ha bisogno -> es
Concetto e definizione di campo recettivo trasversalmente ai diversi sistemi sensoriali
-quell’insieme di caratteristiche (tipologia, localizzazione, estensione etc.) di stimoli fisici (visivi,
somatosensoriali, chimici etc.) i quali sono in grado di attivare un neurone sensoriale (sensoriale in senso lato)
- Le caratteristiche dell’energia fisica che
attivano quel particolare neurone ne definiscono il campo recettivo.
-esempi di confronto tra sistemi sensioriali
-dimensione campi recettivi
-densità di innervamento ha maggior porzione in corteccia
Fenomeni di convergenza e integrazione nei sistemi sensoriali
-partire da campi recettivi- come si modificano nei campi sensoriali?
-i singoli elementi dell’informazione codificate nelle aree visive primarie vengono via via integrati ed
elaborati per dare caratteristiche sempre più complesse attraverso:
-convergenza: amplificazione intensità segnale, trasforma
l’info puntiforme originale in qualche cosa di più e quindi integra una serie di campi recettivi periferici puntiformi
->da diversi punti a UN SOLO neurone secondario
-processi di integrazione: sommando caratteristiche sempre più complesse, ampiezza sempre maggiore dei campi recettivi, info sempre più selettiva
-stessi principi ribaltati per l’output
NB: SINAPSI CHIMICHE
NB: i processi di convergenza e integrazione producono un’estensione dei campi recettivi ma all’interno di essi l’info diventa sempre più specifica.
-vs. fenomeni divergenti (on-off) ->info discriminativa più sensibile
Elaborazione gerarchica, in serie e in parallelo dell’informazione sensoriale
-esempio via visiva (x seriale)
ELABORAZIONE GERARCHICA
-strutture sensoriali organizzate in ordine gerarchico basato su specificità e complessità
-da recettori a nuclei talamici, corteccia sensoriale I, poi II, corteccia associativa (ogni libello aggiunge un grado di elaborazione e lo passa al livello successivo) ->Sacks
ELABORAZIONE IN PARALLELO
-info passa attraverso le componenti da molteplici vie
-elaborazione info in parallelo, in diverse modalità, attraverso diverse vie
-due vie principali: consapevolezza e automatismo
Reclutamento/attivazione bottom-up e top-down nei sistemi sensoriali
processi che si influenzano reciprocamente
BOTTOM UP
-memorizzazione nella corteccia entorinale e nell’ippocampo
-sequenza gerarchica di convergenza ed
integrazione (bottom up lungo le vie percettive, percezione) ->inciampare, prima mi rimetto in piedi, poi lo realizzo (processo automatico)
TOP DOWN
-top down (controllo volontario) quindi attraverso
le regioni prefrontali, cingolate o campali nei processi di rievocazione mnestica, immaginazione (imagery) e così via, dove queste aree formano una sorta di schermo in cui si proiettano le informazioni che vengono dalla periferia o sulle quali possiamo riattivare informazioni acquisite in precedenza e quindi memorizzarle.
Principi generali di organizzazione dei sistemi motori
-sistema gerarchicamente organizzato ma al contrario (da periferia a muscoli)
-controllo corticale output + livello inferiori
IN MANIERA SERIALE (via cortico-spinale)
-parte da corteccia prefrontale o cingolata (intenzionalità), poi premotoria (rappresentazioni), motoria (sinergie tra gruppi muscolaru), motoneuroni spinali, e infine muscoli quindi movimento
IN PARALLELO (via extra-piramidale)
-controllo postura-> neuroni piramidali di M1 ma anche circuiti troncoencefalici spinali interneurali (CPG)
-camminare->corteccia motoria manda il segnale ma le sinergie di controllo motorio avvengono grazie al midollo spinale
-via extrapiramidale (non passa da M1): gangli (apprendimento modtorio di sequenze) e cervelletto (memoria procedurale, coordinazione) che lavorano in parallelo
NB: ci sono altre vie parallele che fungono da sistemi vicari in caso di lesioni
Sistemi dopaminergici tronco-encefalici: ricerca, gratificazione rinforzo, apprendimento
Partire da apprendimento, strutture, proiezioni
-questi sistemi creano ricerca ma NON gratificazione
esperimento alla fine!
-esperimento con sostanze (tabacco e cocaina)- comportamenti compulsivi topi (non tanto gratificazione quindi) -> causato dalla stimolazione dei sistemi dopaminergici correlate con comportamenti di seeking (ricerca) adattivi
-tre vie: meso-teloencefalico (corteccia orbitofrontale), mesostriatale (comportamenti emozionali e motivazione, caudato, studiata in disturbi psichiatrici) mesolinbica
-sistemi dopaminergici
